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Chrome, Plomb,Zinc,Cuivre et Nickeldans le bassin versant du SeboSources d'apport et impact sur la qualit des eaux de surface

Elhoussine DERWICHl,Zineb BENZIANE2,Lahcen BENAABIDATE3,AbderrahimLAHRACHaet Abdellah BOUSHABA

Rsum : A l'instardes pays africains arides et semi-arides, le Maroc est confront des problmes de dgradation de la qualson environnement (Eau, Sol et Air).Ainsi, la croissante dmographique importante qu'a connue la ville deFs, ainsi que l'imtation des industries ont particip la dgradation de la qualit des cosystmes aquatiqus (oued Sebou) et menace la santpopulations. Cette situation nfaste des effets considrables sur l'environnement de la villedans la mesure o l'Oued Sebodevenu un gout induisant diverses nuisances. La pollutiontotale rejete par la villede Fs s'lve 100.000 m3/j,elle atte120.000 m3/j l'horizon2015 (RADEEF;2007). Dans le but d'valuer la qualit des eaux de I'Oued Sebou, une tude a t entapour dterminer les concentrations des lments traces (Cr, Pb, Zn, Cu et Ni) durant lesdeux saisons: Hivernale (Novembre 2et Estivale (Juillet2010). Les diffrentes stations de prlvement ont t ralises en amont et avaldes rejets de la villede Fslments traces ont t analyss par ICP- AES au CNRST de Rabat.Les rsultats obtenus rvlent une situation proccupante de l'tat de ce cours d'eau qui se trouve menac srieusement paeaux uses notamment industrielles de la villede Fs. En aval des rejets de la ville et en aval dupoint de confluence de I'Ouedet Oued Sebou, on constate des quantits moyennes leves en lments traces: Pb (21,66pg 11t 0,25), Cr (63.69p1g/l + 0,13(36,84p9/lt 1,56), Ni (100,69p9ll 0,47) et Zn (81,86pg/l t 0,83), qui dpassent largement les normes recommandes par l'Orsation Mondiale de la Sant (OMS). Face cette situalion nfaste, il est recommand d'installerdes stations de traitements deeffluents riches en lments traces avant leurs rejets dans les milieuxaquatiques.

Mots cls: Elments traces, pollution, Oued Sebou, Fs, Maroc.

I.INRODUCTIONAu Maroc,le volume des eaux uses a t estim 500 Mm3en l'an 2000 et devrait atteindre 700 Mm3en l'an 2020, dont74o/o sont vhicules au niveau des rseaux d'assainissement(CSEC, 1994). Le bassin versant du Sebou est le premier bas-

sin versant au [Marocdu point de vue apports d'eau valus 6.6 milliardsde m3/an. Par ailleurs, ce bassin hydraulique estclass second en surface 40.000 km2. ll couvre 19'1 .000 hec-tares de terres agricoles (ABHS,2001).La ville deFs est parmi les villesdu Maroc en pleine expan-sion urbaine avec la production d'importants volumes d'eauxuses qui constituent une menace pour l'environnement.Pourcette rgion qui connat un dficithydrique. Aussi, les petitescommunes situes le long de l'Oued Fs et Sebou contribuentde leur ct la pollution du milieu rcepteur par le rejet directdes eaux uses ou par la contaminationde la nappe traversles fosses septiques. Les rejets domestiques de la villede Fsdans l'Oued Sebou travers l'Oued Fs sont de 20.000 m3/jour, les rejets agricoles: 6294 Tlan d'azote et 1499 T/an desphosphates (ABHS,2001). Avant d'apprcier t'impact des re-jets d'eaux uses sur le milieu rcepteur (oued Sebou), ilpeuttre intressant de prsenter les caractristiques physico-chimiques et mtalliques des eaux uses brutes de la villedeFs.

La prsente tude consiste d'abord caractriser le rejbain de la villede Fs, faire ensuite une analyse phychimique et mtallique par la dterminationde certains pmtres majeurs et globaux de la pollutiondes eaux useenfin dgager les mesures de protection d'oued Fs derejets.

II-ZONED'ETUDE

La ville deFs est situe dans le Nord central du Maroc,les mridiens 4'06'et 5'23'Ouest, 33'13' et34"17'Norclimat de Fs, est aride semi-aride, avec des hivers frodes ts chauds. Les eaux uses rejetes par les agglomtions urbaines de Fs, sont vacues l'tat brut dans l'Sebou travers oued Fs.Pour notre tude, on a choisi l'oued Fs (fig. 1), find'nir une mesure reprsentative sur l'ensemble des eaux udraines par la population de Fs. Les principales cararistiques des bassins versants du rseau d'assainissemindiquentque la ville deFs desserve une pollutionestim14050 tonnes/an (ABHS,2001).

1. Cenire UniversitaireRgional d'lnterface, UniversitSidi MohamedBen Abdellah,Fs2. Laboratoire Energie,Ressources Naturelles et Modlisation,Facult des Sciences, Fs3. Laboratoirede Georessources et Environnement, Facult des Sciences et Techniques, Fsa. LaboratoireGRM,Facult des Sciences, Fs. Auteur correspondant: [email protected]


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Omd Srbon

Site dt prtlrvrurll

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FlG. 1: Carte de localisation de la zone d'tude

III.MATERIELSET METHODES- Echantillonnage des eaux usesLes lments mtalliques sont dtermins partir de prlve-ments bimensuels effectus au niveau d'oued Fs. La conser-vation des chantillons d'eaux uses a t faite selon le guidegnral pour la conservation et la manipulation des chan-tillonsd'aprs ISO 5667/3 (1994)et le guide de bonne pratiquede l'OfficeNationalde l'Eau Potable (ONEP, 1999).- Mthodes d'analyses des eaux uses

Le dosage des mtaux lourds (Cr, Cu,Zn, Pb et Ni)a t effec-tue l'aide la Spectromtrie d'Emission Atomiqueavec Plas-ma Couplage lnductif(ICP-AES) au CNRST- Rabat.

IV-RESULTATSET DISCUSSIONSLes caractristiques mtalliques des eaux uses brutes de laville deFs (Oued Fs), sont regroupes dans le tableau ci-dessous.

Tableau l: Rsultats desde la villede Fs

mtaux lourds (pg/l)des eaux us

- GhromeAu niveau d'oued Fs, On constate une concentration moyemaximale de 99.09p9/l et minimale de 28,29tgllen chro(Tab l). Ces teneurs en chrome sont lies aux rejets de la de Fs riche en chrome utilispar les tanneries de Fs, ebien une remobilisationdes sdiments (Cusfscall, 1967)De point de vue toxicit, il a t dmontr que le Cr est mtoxique que les autres lments vis--vis des plantes aqtiques (Rammamourthy et Moor, 7984). Neamoins, unebitionde la croissance s'observe gnralement des tenede 0.5 5 mg/l de Cr (+6). Pour les poissons, la concentralimite pour une exposition de 96 heures Cr (*3)et Crpeut

varier de 3.5 '118 mg/|. Pour les espces d'eau dou

Smith, (1979) a montr l'importancede la tempraturecette teneur limite. D'autre part, le Cr est considr compeu toxique pour l'homme. La grande stabilit des complenaturels du Cr dans les matrices abiotiques ainsi que son nit plus importante vers les donneurs d'oxygne que verssulfures biomolculairesfait de lui un agent peu toxique.normes marocaines qualifient ces eaux favorables I'irrigapuisque les teneurs sont infrieures 0.1 mg/l(CNS, 79Cette eau est classe dans la qualit mauvaise au niveauI'oued Fs (Normes lSO, 1994).- NickelLes variations des teneurs en Nickelsont aussi marquesune concentration moyenne maximale et minimalede l'ode 152,01 pg/l et 49,19 pg/l dans l'oued Fs (Tab.l). Cette amentation importante est principalementdue aux activitsthropiques surtout industrielles. Selon les normes marocainces eaux restent favorables l'irrigation(valeurs infrieur0.2 mg/l)mais de qualit mauvaise (CNS, 1994). De poinvue toxicit, le CIRC (Centre international de Recherchela Cancer) classe le nickel dans les substances possiblemcancrogne pour I'homme. Lexpositionchronique au Niest un facteur de risque du cancer du poumon, inscrit titre dans le tableau de maladies professicnnelles (Botta e2A04).- CuivreLes teneurs en cuivre dans les eaux uses de l'oued Fscaractrises par une concentration moyenne de l'ordre36.84p9/l (tab. l). Ces rsultats sont compatibles ceux tvs dans les travaux de Derwich etal, (2008) Cette situapermet de mettre en vidence l'importance des rejets de lade Fs dans l'apport en cuivre. Cette eau est ciasse danqualit mauvaise (Normes lSO, 1994).Selon E/ Haite, (1991), les tudes entames sur les diffrcollecteurs de Ia ville deFs ont montr que les rejets decienne Mdina sont les plus riches en cuivre, ainsi les activartisanales (ateliers de traitement de l'or et de l'argent) serales principauxresponsables de cet apport. D'autres industet les sources domestiques comme une dcharge d'ordumnagres qui est place dans un tronon de l'Oued

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Paramtres Cr Ni Cu Zn PbMax 99,09 152,01 35.85 113,85 23,5Min 28,29 49,19 27.83 49.78 19,7

Moy 63,69 100,69 36,84 81,86 21,6


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(Oued Zbel) peut y participe. Les analyses de mtaux lourds auniveau des ordures mnagres effectues sur des dcharges l'chelle mondiale ont permis de dtecter des concentra-tions de I'ordre de 700 mgilde Cu (Berrowet Webber, 1972).La contributlonde l'apport partir des sols est important, lessols de la rgion renferment 40.5 mg/kg de cuivre (Azzaoui,7999), de plus des tudes entames sur les fertilisants utili-ss au Canada ont rvl des teneurs allant de 0.14 mg/kgpour les produits azot- soufrs 5.05m9/kg pour les produits composante principale phosphat- potasse (Mermutet al,1996). La comparaison des teneurs en Cu avec les normesmarocaines montre que ces eaux sont favorables l'irriga-tion (valeur limite200 pg/l). Par ailleurs, les concentrations decuivre dans les eaux du bassin versant du Sebou dpassent laconcentration moyenne des eaux naturelles douces estime 1.8 pg/l (Gibbs, 1977; Boyle, 1978).De point de vue toxicit,une teneur infrieureou gale 0.1mg/l inhibe la croissance des plantes aquatiques. Le cuivre estconsidr comme le mtal le plus toxique aprs le mercure(Rammamourthy et Moor, 1984). Dans le cas des poissons, lesespces d'eaux douces sont plus sensibles la toxicitpar lecuivre que les espces marines. Cependant les cas d'intoxi-cation par le cuivre chez les espces Humaines est trs rare(Spitalny et al, 1984).Ces derniers, ont montr aussi que i'uti-lisationd'une canalisation en cuivre pour les eaux de boissonrisque de provoquer une intoxication par cet lment surtout sil'eau provient d'un terrain acide. La teneur en cuivre dans cecas peut atteindre 7.8 mgll.-ZincL.a concentrationmoyenne en Zinc dtecte au niveau del'oued Fs est de (81.86pg/l) (tab.l), la teneur importante enZinc rvle au niveau d'oued Fs, impliqueun apport naturelou pdologie. Nanmoins, l'apport industriel ou domestiqueest dominant. En effet, le Zinc,serait rejet par les industrieschimiques et parachimiques (plastiques, mtallurgiques...)existant en grand nombre au niveau de la ville deFs. Le les-sivage des dchets solides participe cet enrichissement vul'emplacement de la dcharge. Cette eau est classe dans laquallt mauvaise (lSO, 1994).Selon Berrgren and Oden, (1974), des tudes sur les orduresmnagres dans de nombreux pays ont rvl des concentra-tions de l'ordre de 2600 mg/kg de Zinc. Les sols contribuent leur tour des apports en Zincpar le lessivage des fertilisantsutiliss en agriculture.Mermut et al, (1996), ont montr que lesfertilisantsazots renferment jusqu' 0.25 mg/kg de Zinc, alorsque ceux base azote- phosphat peuvent contenir jusqu'83.3 mg/kg de Zinc.Les teneurs en Zn dans les eaux du bassinversant du Sebou ne dpassent pas la norme marocaine favo-rable pour I'irrigationestime 2 mgll(CNS, 1994).De point de vue toxicit, les plantes aquatiques montrent di-vers degrs de rsistance aux fortes teneurs. En gnral, laconcentration limite varie de 7.51tgll 50 pg/l (Rammamour-thy &Moor,1984). Ceci est le rsultat de l'adaptation de cesespces vis vis du Zinc.Pour les poissons la teneur limitepour une exposition de 48 96 heures varie gnralemententre 0.5 et 5 mg/|. Smith, (1979), a montr que le degr decette toxicit dpend de l'espce considre. Quant l'espceHumaine, le Zinc constitue un lment essentiel des mtal-loenzymes et de la biosynthse des acides nucliques et despolypeptides.

- PlombLa concentration moyenne en Plomb enregistre aud'oued Fs est de l'ordre de 21,66p9/l (tab. i), Cette augtion est due aux apports industriels, domestiques de IaFs et/ou aux activits agricoles. Neamoins,ces eauxfavorables i'irrigation(valeur limite0.01 mg/l) et demoyenne (Normes ISO; 1994).Selon Rammamourthy&Moor, (1984),le Pb est moins tpour les plantes aquatiques que le Hg et le Cu. Unetion de la croissance et de la photosynthse s'observeteneurs de 0.02 1 mg/|. Cette toxicitest probablemrsultat d'un remplacement de Zn par Pb au niveau detines. Pour les poissons, le seuil de toxicit dePb vari0.09 et 105 mgil pour les espces dulaquicoles et 8pour les espces marines^

V.CONCLUSIONLes taux levs en mtaux lourds au niveau de I'oued Ffrent en fonctionde la nature et de la localisationdes sde pollutionpar rapport aux sites d'tude, En effet, lesdes eaux uses domestiques

etindustrielles: briqu

plastique et tannerie, cimenterie et sidrurgie seraientgine des valeurs leves en mtaux lourds au niveau deSebou. Donc, une gestion rationnelle des ressources eet la construction d'une station d'puration des eauxusla villede Fs, vont minimiser les risques environnemelis au rejet de ces eaux uses l'tat brut, dans l'oued S

B BLIOGRAPHIE- ABHS. (2001) Agence du Bassin Hydraulique de Seboressources en eau dans le bassin du Sebou. Maroc.- Azzaoui. S. (1999). Les mtaux lourds dans le bassin vdu Sebou; Gochimie; source de pollutionet impact sur l

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surfaces du Moyen Sebou entre ses confluences avec ouedFs et lnaouene. 20me Colloque des Bassins sdimentairesMarocains, Oujda, (21 au 23 mai),231-235.- Derwich.8., Benziane. 2., Bennabidate. L., Belghyti.D.(2008). Evaluation de la qualit des eaux de surfaces desoueds Fs et Sebou utilises en agriculture marachre auMaroc.Larhyss Journal. 7:57-75.- El Haite. (1991). Elments de rponse pour une meilleurmai-trise des pollutions et gestion des eaux uses Fs. Thse e3 ieme cycle; Univ. Moulay lsmail;Mekns; Maroc;'158p.- Glbbs. R. (1977). Transport phases of transition metals in theAmazon and Yukon rivers. AmericanBulletinof GeologycalSociety. 88: 829- 843"- ISO 5667/3. (1994). Qualit de l'eau - chantillonnage- Guidepour la conservation et la manipulation des chantillons.

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